EP1137515B9 - Method and grinding machine for controlling the process during rough grinding of a workpiece - Google Patents

Method and grinding machine for controlling the process during rough grinding of a workpiece Download PDF

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EP1137515B9 EP99966936A EP99966936A EP1137515B9 EP 1137515 B9 EP1137515 B9 EP 1137515B9 EP 99966936 A EP99966936 A EP 99966936A EP 99966936 A EP99966936 A EP 99966936A EP 1137515 B9 EP1137515 B9 EP 1137515B9
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    • G05B2219/50062Measure deviation of workpiece under working conditions, machine correction

Abstract

The invention relates to a method for controlling the process during rough grinding of a workpiece (2) in which, according to the invention, the workpiece (2) is measured during grinding by a sensor (13) to ascertain an actual size, and the measured actual size is corrected in a continuously automatic manner to attain a predetermined specified size according to grinding time. The invention also relates to a grinding machine which is provided for carrying out the method and which comprises a grinding wheel (10) for rough grinding a workpiece (2) on a grinding spindle head. The grinding machine also has a sensor (13) for detecting a ground workpiece dimension, and comprises a machine control, whereby the workpiece (2) is held between a workpiece spindle (1A) and a tail spindle (4A). According to the invention, the sensor (13) is arranged primarily in a plane formed by the contact area of the grinding wheel (10) which turns on the workpiece (2), and during rough grinding, said sensor continuously transmits measurement signals to the machine control. Said machine control controls the grinding wheel (10) based on these signals in such a way that the grinding process can be executed as an in-process control.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prozessführung eines Werkstückes mittels Schleifscheibe auf einer Schleifmaschine und eine Schleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8. Solche Verfahren und Vorrichtung sind aus US 4 516 212 A bekannt. The invention relates to a method for process control of a workpiece by the grinding wheel on a grinding machine and a grinding machine for performing the method according to the preamble of claims 1 and 8. Such methods and apparatus 4516212 A are known from US. Beim Rundschleifen durch Schälschleifen taucht die Schleifscheibe sofort bis auf das Fertig-Sollmaß in die Außenkontur des Werkstücks ein, und mit dieser Eindringtiefe wird anschließend in einem Längsschleifvorgang allein durch Axialvorschub das komplette Schleifaufmaß abgetragen. Cylindrical grinding by traverse grinding, the grinding wheel immediately immersed to the ready-specified size into the outer contour of the workpiece, and with this the complete penetration depth grinding allowance is subsequently removed in a longitudinal grinding operation solely by axial feed. Charakteristisch für das Schälschleifen, das auch als Umfangslängsschleifen bezeichnet wird, ist die schmale Schleifscheibe, die im Wesentlichen mit einer Umfangskante anstelle mit ihrer Umfangsfläche den Schleifvorgang bewirkt. Characteristic for the rough grinding, which is also referred to as peripheral traverse grinding, the grinding wheel narrow, which causes substantially coincides with a peripheral edge in place with its circumferential surface the grinding process. Zudem muss beim Schälschleifen nicht mehr der gesamte Schleifvorgang in einen Schrupp- und Schlichtvorgang unterteilt werden. In addition, the peel grinding no longer the entire grinding process in a roughing and finishing operation must be divided. Ein Vorteil des Schälschleifens besteht daher darin, dass die Zeiten zum Wechsel der Schleifscheiben verringert werden können. therefore, an advantage of Schälschleifens is that the times can be reduced to change the grinding wheels. Das Schälschleifen ist erst Ende der neunziger Jahre in der industriellen Anwendung bekannt geworden. The peel grinding has become known until the end of the nineties in industrial applications.
  • Weit verbreitet und längst bekannt ist dagegen das Rundschleifen durch Einstechschleifen und Pendelschleifen. Widespread and, however long known is the cylindrical grinding by plunge and pendulum grinding. Hierbei arbeiten die Schleifscheiben vor allem mit ihrer Umfangsfläche, und die radiale Zustellung erfolgt schrittweise, also in mehreren Stufen, wobei zwischen dem Schrupp- und dem Schlichtvorgang unterschieden werden muss. Here, the grinding wheels work primarily with its peripheral surface, and the radial delivery is gradual, so in several stages, is necessary to distinguish between the roughing and the finishing operation. Beim Einstechschleifen und beim Pendelschleifen sind IN-Prozessmess- und Prozesssteuerungen zur Führung der Schleifprozesse bekannt. For infeed and the pendulum grinding IN-process measurement and process control systems for guiding the grinding processes are known.
  • Ein Beispiel hierfür zeigt die US 5 371 975 A. Beim Rundschleifen von Walzen mittels einer rotierenden Schleifscheibe wird der Außendurchmesser der Walze auf Istmaß gemessen. An example of this is shown in US 5,371,975 A. In the grinding of rolls by means of a rotating grinding wheel, the outside diameter of the roll is measured in actual size. Das gemessene Istmaß wird fortlaufend automatisch auf ein vorgegebenes Sollmaß korrigiert. The measured actual size is continuously automatically adjusted to a predetermined desired dimension. Das Istmaß wird im Bereich des Angriffs der Schleifscheibe am Werkstück gemessen, und die Schleifscheibe sowie der Messfühler können gemäß einer Ausführungsform in einer Ebene zueinander liegen. The actual dimension is measured in the area of ​​attack of the grinding wheel on the workpiece, and the grinding wheel, and the probe may lie in a plane according to an embodiment to each other. Zusätzlich ist bei diesem bekannten Verfahren auch eine Einrichtung zur Temperaturmessung im Bereich des Eingriffs von Schleifscheibe und Walze vorgesehen. In addition, in this known method, a device for temperature measurement in the region of engagement of the grinding wheel and roll is also provided. Dadurch können temperaturbedingte Verformungen der Walze beim Schleifvorgang berücksichtigt und bei der rechnerischen Auswertung innerhalb des Regelvorgangs auf die spätere Betriebstemperatur umgerechnet werden. This temperature-induced deformation of the roll can take into account during the grinding process and are converted in the computational evaluation within the control process on the subsequent operating temperature. Das Schleifaufinaß wird daher in einem solchem Maße abgetragen, dass bei der später herrschenden Betriebstemperatur eine gewünschte Abmessung und Verformung der Walze vorliegt. The Schleifaufinaß is therefore removed to such an extent that, in the later operating temperature prevailing a desired dimension and deformation of the roller is present.
  • Das Verfahren gemäß der US 5 371 975 A ist auf den Vorgang des Rundschleifens abgestellt, bei dem die radiale Zustellung in mehreren Stufen erfolgt und die Teilvorgänge des Schrupp- und Schlichtschleifens ablaufen. The method according to US 5,371,975 A is directed to the operation of the cylindrical grinding, in which the radial infeed is performed in several steps and run the partial operations of roughing and Schlichtschleifens. Dieser stufenweise Ablauf des Schleifvorganges kommt einem Verfahren zur Prozessführung entgegen, bei dem Abweichungen vom Sollmaß nach oben und unten durch ständiges Nachkorrigieren in beiden Richtungen auf das Sollmaß ausgeglichen werden. This gradual flow of the grinding operation is contrary to a method for process control, be compensated for the deviation from the nominal dimension up and down by constant readjustment in both directions on the specified size. Hinweise auf das Schälschleifen sind der US 5 371 975 A nicht zu entnehmen. References to the peel grinding can not be inferred 5371975 A US.
  • Beim Schälschleifen hingegen ist ein echte IN-Prozessmessung und Prozesssteuerung deshalb bisher nicht realisierbar gewesen, da der beim Schälschleifen zu erzeugende Außendurchmesser eines Werkstückes in einem Längshub geschliffen wird und somit keine wesentlichen Zwischenschritte über eine Messsteuerung erfasst werden, um danach noch den Endwert beeinflussen zu können. When peel grinding, however, a real IN-process measurement and process control is therefore not yet been realized because of being ground at the rough grinding to be generated outside diameter of a workpiece in a longitudinal stroke and therefore no substantial intermediate steps are recorded via a measuring control, in order to then still affect the final value ,
  • Beim Schälschleifverfahren wurde daher bisher nur nach dem sogenannten POST-Prozessmess- und Prozesssteuer-Verfahren gearbeitet. When rough grinding method, therefore, has been working only after the so-called POST process measurement and process control procedures. Dies hat den Nachteil, dass der bereits geschliffene Außendurchmesser, z. This has the disadvantage that the already polished outer diameter such. B. ein Passungssitz, an dem in Bearbeitung befindlichen Werkstück nicht mehr nachkorrigierbar ist, wenn das Istmaß bereits auf Untermaß geschliffen worden ist. B. a fit seat is no longer nachkorrigierbar to the in-process workpiece when the actual size has already been ground to undersize.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Schleifmaschine zu schaffen, mittels welchem bzw. welcher während des Schälschleifens fortlaufend auf einen gewünschten zu schleifenden Durchmesser prozesssicher korrigiert werden kann, welches bzw. welche industriell einsetzbar ist und bei welchem bzw. welcher das für das IN-Prozessmess- und Prozesssteuer-Verfahren verwendete Messverfahren bzw. die dafür verwendete Messvorrichtung keine Verlängerung der Bearbeitungszeit erforderlich ist. The object of the invention is to provide a method and a grinding machine by means of which and which can be corrected during the Schälschleifens continuously reliably to a desired to be ground diameter which or which is industrially applicable and in which or what the for the IN-process measurement and process control method measuring method used or the measuring apparatus used therefor not extend the processing time is required.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und durch eine Schleifmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 gelöst. This object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a grinding machine with the features according to claim. 8 Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert. Advantageous further developments are defined in the respective dependent claims.
  • Das erfindungsgemäße Verfähren gemäß Anspruch 1 stellt ein Verfahren zur Prozessführung beim Schälschleifen eines Werkstückes mittels Schleifscheibe auf einer Schleifmaschine dar, wobei das Werkstück während des Schleifens mittels eines Messfühlers permanent bzw. fortlaufend auf das vorliegende Istmaß gemessen wird und parallel, dh gleichzeitig, dazu das gemessene Istmaß fortlaufend automatisch auf ein vorgegebenes schleifzeitabhängiges Sollmaß korrigiert wird. Following a procedure according to the invention of claim 1 provides a method for process control during the rough grinding of a workpiece by the grinding wheel on a grinding machine is, where the workpiece during grinding by means of a sensor permanently and continuously is measured on the present actual size and parallel, that is, simultaneously, to the measured Actual size is continuously automatically adjusted to a predetermined grinding time-dependent nominal dimension. Das heißt, die Korrektur des Istmaßes auf das zu erreichende Sollmaß auf der Basis des gemessenen Istmaßes erfolgt in Echtzeitsteuerung der Schleifmaschine, dh in einer IN-Prozesssteuerung. That is, the correction of the actual size to the nominal dimension to be achieved on the basis of the measured actual size takes place in real-time control of the grinding machine, that is, in an in-process control. Dabei wird erst nach Erreichen des Sollmaßes das Werkstück in Längsrichtung mit einem bestimmten Vorschub gegenüber der Schleifscheibe verfahren. In this case, after reaching the intended dimension process, the workpiece in the longitudinal direction with a predetermined feed against the grinding wheel. Durch eine derartige Echtzeitsteuerung wird vermieden, dass das zu schleifende Werkstück auf Untermaß geschliffen wird. By such that the real-time control to be ground workpiece is ground to undersize is avoided. Die Fehlerquote bei der Herstellung der Werkstücke kann dadurch erheblich reduziert werden. The margin of error in the production of the workpieces can be greatly reduced. Des weiteren kann durch die Echtzeitsteuerung der Schleifvorgang aktiv so beeinflusst werden, dass der durch die Schleifscheibe in das Werkstück eingebrachte Wärmeeintrag reduziert bzw. optimiert wird, wodurch einerseits die wärmebedingten Verformungen am Werkstück, welche ebenfalls zu Ungenauigkeiten der Istmaße des Werkstückes führen können, reduzierbar sind und gleichzeitig auch der Schleifscheibenverschleiß verringerbar ist. May be further influenced by the real-time control of the grinding process active so that the introduced by the grinding wheel in the workpiece heat input is reduced or optimized, whereby the one hand, the heat-related deformation of the workpiece, which also can lead to inaccuracies in the actual dimensions of the workpiece, reducible are and the grinding wheel wear is also reducible. Dadurch sind also insgesamt optimale Schleifbedingungen erzielbar. This total optimal grinding conditions are thus achieved.
  • Vorzugsweise wird das Sollmaß als zeitlich abhängige Sollwertkurve vorgegeben. Preferably, the nominal dimension is specified as a time-dependent nominal value curve. Die zeitlich abhängige Sollwertkurve wird dabei in einer Speichereinheit, welche vorzugsweise Bestandteil der Maschinensteuerung ist, abgelegt. The time-dependent nominal value curve is then stored in a memory unit, which is preferably part of the machine control. Entsprechend der Sollwertkurve wird dann nach permanenter bzw. fortlaufender Feststellung des jeweiligen Istmaßes eine Korrektur vorgenommen, so dass die Schleifscheibe sich so der Sollwertkurve in Abhängigkeit von der Schleifzeit nähert, dass die gewünschte Endkontur am Werkstück erzielt wird. In accordance with the setpoint curve is then made a correction for constant or continuous determination of the respective actual dimension, so that the grinding wheel itself so the nominal value curve as a function of grinding time that the desired final contour is achieved on the workpiece approaches.
  • Das Istmaß wird unmittelbar im Bereich des Angriffs der Schleifscheibe am Werkstück gemessen. The actual dimension is measured directly in the region of the attack of the grinding wheel on the workpiece. Unter "unmittelbar im Bereich des Eingriffs der Schleifscheibe" soll dabei verstanden werden, dass ein den Messwert in Form eines Messsignal ausgebender Messfühler im wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, welche durch den am Werkstück umlaufenden Eingriffspunkt der Schleifscheibe gebildet wird. By "directly in the region of engagement of the grinding wheel" should be understood to mean that a measured value in the form of a measurement signal outputting the sensor is arranged substantially in a plane which is formed by the rotating the workpiece point of engagement of the grinding wheel. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Messung unmittelbar an der Stelle am Werkstück erfolgt, an welcher das Werkstück gerade geschliffen wird, so dass bei geringsten Abweichungen von der Sollwertkurve sofort über die Maschinensteuerung eine Korrektur in Richtung auf die Sollwertkurve zur Vermeidung von Untermaß vorgenommen werden kann. It is thus achieved in an advantageous manner that the measurement takes place immediately at the point on the workpiece at which the workpiece is being ground, so that at the lowest deviations from the setpoint curve made immediately by the machine control, a correction in the direction of the setpoint curve in order to avoid undersized can be.
  • Vorzugsweise wird das fortlaufend gemessene Istmaß als Messsignal an eine Maschinensteuerung übertragen, wobei auf der Basis dieses Messsignals dann die Korrektur auf das Sollmaß erfolgt. Preferably, the continuously measured actual size is transmitted as a measurement signal to a machine controller, wherein the correction then takes place on the basis of this measurement signal to the specified size. Dies entspricht einer Echtzeitsteuerung, welche auch als IN-Prozesssteuerung bezeichnet wird. This corresponds to a real-time control, which is also called IN-process control. Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren bereitgestellt, bei welchem eine IN-Prozesssteuerung beim Schälschleifen realisiert ist. Thus, a method is provided according to the invention in which in-process control is achieved during traverse grinding. Entsprechend diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird während des Schleifens die Schleifscheibe auf einen Solldurchmesser des Werkstückes nachkorrigiert. According to this inventive method, the grinding wheel is readjusted to a desired diameter of the workpiece during grinding.
  • Entsprechend einer bestimmten zu schleifenden Kontur des Werkstückes wird dieses zumindest in einem Abschnitt zylindrisch oder konisch geschliffen. According to a particular contour to be ground of the workpiece this is ground cylindrically or conically at least in one section. Das heißt, mit dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, sowohl zylindrische als auch konische Werkstücke an deren Außenkontur auf eine definierte gewünschte Sollwertkurve mit höchster Genauigkeit zu schleifen. That is, with the described method it is possible to grind both cylindrical and conical workpieces on its outer contour to a defined desired setpoint curve with the highest accuracy.
  • Um sicherzustellen, dass die Messwerterfassung, auf deren Basis die Echtzeitsteuerung erfolgt, stets im Bereich des Eingriffs der Schleifscheibe bzw. in der durch den am Werkstück umlaufenden Eingriffspunkt der Schleifscheibe gebildeten Ebene verläuft, werden Schleifscheibe und Messfühler synchron zueinander am Werkstück bewegt. To ensure that the values ​​are measured, based on which the real-time control is performed, always runs in the region of engagement of the grinding wheel or in the plane formed by the rotating the workpiece point of engagement of the grinding wheel plane grinding wheel and the sensor are synchronously moved toward each other on the workpiece. Entsprechend ist es natürlich auch möglich, dass Schleifscheibe und Messfühler feststehen und anstelle dessen das Werkstück bewegt wird. Accordingly, it is of course also possible that the grinding wheel and sensor are fixed and the workpiece is moved instead. Auch in diesem Fall ist gewährleistet, dass Schleifscheibe und Messfühler zueinander so angeordnet sind, dass die Messwerterfassung sich auf den Punk am Werkstück bezieht, an welchem unmittelbar der Schleifvorgang stattfindet. Also in this case it is ensured that the grinding wheel and sensor are arranged to each other so that the measured value acquisition refers to the puncturing on the workpiece at which directly take the place of grinding process. Ein Abschalten der Maschine zum Zweck des Messvorgangs oder ein Entfernen der Schleifscheibe vom Werkstück zur Durchführung des Messvorganges ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich. Shutting down the machine for the purpose of the measuring process or removal of the grinding wheel from the workpiece for carrying out the measuring process is not necessary in the inventive method.
  • Gemäß Ansprüch 8 weist die erfindungsgemäße Schleifmaschine, welche zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens dient, eine auf einem Schleifspindelstock gehaltene Schleifscheibe zum Schälschleifen eines Werkstückes, welches zwischen einer Werkstückspindel und einer Reitstockspindel gehalten ist, einen Messfühler zum Erfassen einer gerade geschliffenen Werkstückabmessung und eine Maschinensteuerung auf. According to Claims 8, the grinding machine according to the invention, which is used for carrying out the method described above, held on a wheel head grinding wheel for rough grinding of a workpiece which is held between a workpiece spindle and a tailstock spindle, a sensor for detecting a straight ground workpiece dimension and a machine controller , Erfindungsgemäß ist der Messfühler in einer durch den am Werkstück umlaufenden Eingriffsbereich der Schleifscheibe gebildeten Ebene angeordnet, wobei während des Schälschleifens fortlaufend Messsignale an die Maschinensteuerung zuführbar sind, welche ihrerseits auf der Basis dieser Messsignale die Schleifscheibe so steuert, dass der Schleifvorgang als IN-Prozesssteuerung ausführbar ist. According to the invention the sensor is arranged in a plane formed by the peripheral on the workpiece engaging portion of the grinding wheel plane, said measuring signals during Schälschleifens continuously to the machine control can be fed, which in turn controls on the basis of these measurement signals the grinding wheel, the grinding operation executed as IN-process control is. Dabei ist die Maschinensteuerung derart ausgebildet, dass nach Erreichen des Sollmaßes in der durch den Eingriffsbereich der Schleifscheibe gebildeten Ebene das Werkstück in Längsrichtung mit einem bestimmten Vorschub gegenüber der Schleifscheibe verfahren wird. The machine control system is designed such that in the plane formed by the engaging portion of the grinding wheel plane, the workpiece is moved in the longitudinal direction with a predetermined feed against the grinding wheel, after reaching the intended dimension. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, unmittelbar während des Schleifvorgangs ohne Zeitverzögerung, dh in Echtzeitsteuerung, den Schleifvorgang, dh die Art und Weise des Eingriffes der Schleifscheibe am Werkstück, derart zu beeinflussen, dass die gewünschte Endmaße des Werkstückes in engstmöglichem Toleranzbereich gehalten werden können, so dass ein Untermaß des Werkstückes, was in der Regel inakzeptabel ist, vermieden werden kann. With the inventive device it is thus possible to directly during the grinding operation without a time delay, that is, in real-time control, that is, the manner of engagement of the grinding wheel on the workpiece to influence such a way that the desired final dimensions of the workpiece are held in closest possible tolerance range the grinding process, can so that an undersize of the workpiece, which is unacceptable in general, can be avoided.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Messfühler an einem Messkopf befestigt, welcher an dem Schleifspindelstock einschwenkbar angebracht ist. According to a further development of the invention, the probe is attached to a measuring head, which is attached pivoted to the wheelhead. Durch das einschwenkbare Anbringen kann der Messkopf auf verschiedene Durchmesser des Werkstückes angepasst werden, wobei stets gewährleistet ist, dass der Messfühler am Messkopf so angeordnet ist, dass er sich stets in dem Bereich der durch den Eingriffspunkt der Schleifscheibe am Werkstück gebildete Ebene befindet. By the swivel-mounting of the measuring head can be adapted to various diameters of the workpiece, it is always ensured that the measuring sensor is arranged on the measuring head so that it is always in the region of the plane formed by the point of engagement of the grinding wheel on the workpiece. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Messfühler gegenüber dem Eingriffsbereich der Schleifscheibe am Werkstück angeordnet, dh vorzugsweise im wesentlichen 180° gegenüber dem Eingriffsbereich der Schleifscheibe. According to a preferred development of the invention the sensor is arranged opposite the engagement region of the grinding wheel on the workpiece, that is preferably substantially 180 ° with respect to the engaging portion of the grinding wheel. Es ist jedoch auch möglich, den Messfühler in einer bestimmten winkelmäßigen Entfernung des Werkstückes anzuordnen. However, it is also possible to arrange the sensor in a certain angular distance of the workpiece. Mit der erfindungsgemäßen Echtzeit-Prozeßsteuerung in Verbindung mit der Maschinensteuerung auf der Basis der erfaßten Istwerte, welche zur Korrektur der Sollwerte eingesetzt werden, ist es möglich, eine gewünschte Sollzylinderform oder Sollkonusform des Werkstückes zu erzeugen. The inventive real-time process control in conjunction with the machine control on the basis of the detected actual values, which are used for correction of the target values, it is possible to generate a desired target cylinder shape or conical shape of the desired workpiece. Das bedeutet, daß das erfindungsgemäße Schälschleifen sowohl für zylindrische Werkstückformen bzw. Werkstückabschnitte als auch für konusförmige Werkstücke bzw. Werkstückabschnitte einsetzbar ist. This means that peel grinding according to the invention can be used both for cylindrical workpiece shapes or workpiece portions as well as for cone-shaped workpieces or workpiece portions.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung detailliert erläutert. Further advantages, features and possible applications of the invention will now be explained in detail by means of embodiments with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:
  • Fig. 1 Fig. 1
    die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine in schematischer Darstellung mit Angabe des unmittelbaren Schleitbereiches Y; the top view of a grinding machine according to the invention in a schematic view with details of the immediate Schleitbereiches Y;
    Fig.2 Fig.2
    einen Schnitt durch die in Fig. 1 angegebene Schnittebene AA; a section through the indicated in Fig 1 the cutting plane AA. und and
    Fig. 3 Fig. 3
    die in Fig. 1 angegebene Detailansicht Y des Schleitbereiches in vergrößerter Darstellung. specified in Fig. 1 detailed view Y of the Schleitbereiches in an enlarged view.
  • In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Außenrund-Schleifmaschine dargestellt, welche im Schälschleifverfahren (Umfangslängsschleifen) arbeitet. In Fig. 1 a schematic representation of a top view is shown on an external cylindrical grinding machine, which operates the rough grinding method (longitudinal peripheral grinding). Für ein derartiges Schälschleifverfahren werden in axialer Richtung dünne CBN-Schleifscheiben mit verschleißfesten Bindungen verwendet. For such a rough grinding method in the axial direction thin CBN grinding wheels are used with wear-resistant bonds. Die Besonderheit beim Schälschleifverfahren liegt darin, daß in der Regel das komplette Schleifaufmaß in einem Arbeitsgang im Längsschleifverfahren abgetragen wird. The special feature of the rough grinding method is that the entire grinding allowance is removed in one operation in longitudinal grinding process generally. Dabei ist die radiale Zustellung der Schleifscheibe 10 während des Schleifens gleich dem radialen Schleifaufmaß auf dem Werkstück 2. In an sich bekannter Weise weist die Außenrund-Schleifmaschine einen Werkstückspindelstock 1 mit einer Werkstückspindel 1 A, einen Schleiftisch 3 und einen Reitstock 4 mit einer hydraulisch verschiebbaren Reitstockpinole 4A auf, welche auf einem Maschinenbett 5 angeordnet sind. Here, the radial feed of the grinding wheel 10 during the grinding is equal to the radial grinding allowance on the workpiece 2. In is manner known per se, the external cylindrical grinding machine a workpiece spindle 1 having a workpiece spindle 1 A, a grinding table 3 and a tailstock 4 with a hydraulically shiftable tailstock 4A, which are arranged on a machine bed. 5 Der Schleiftisch 3 ist im Vorderbereich 20 des Maschinenbettes 5 auf Führungen aufgebaut, auf welchen dieser in Richtung der CNC-Achse Z axial verfahrbar ist. The grinding table 3 is constructed in the front region 20 of the machine bed 5 on guides on which it is axially movable in the direction of the Z axis CNC. Der motorische Antrieb dieser Achse ist nicht dargestellt. The motor drive of this axis is not shown. Der auf dem Schleiftisch 3 angeordnete Werkstückspindelstock 1 mit der Werkstückspindel 1A ist motorisch angetrieben, wobei die Werkstückspindel 1A auf ihrem vorderen Bereich eine Spitze zur Aufnahme und Übertragung der Rotationsbewegung auf das Werkstück 2 ausgebildet hat. The disposed on the grinding table 3 workpiece headstock 1 with the workpiece spindle 1A is motor-driven, said workpiece spindle 1A has formed on its front portion a tip for receiving and transmitting the rotational movement to the workpiece. 2 Der Reitstock 4 mit der hydraulisch verschiebbaren Pinole 4A ist ebenfalls auf dem Schleiftisch 3 aufgebaut, wobei die Pinole 4A im vorderen Bereich eine Zentrierspitze zur Aufnahme des Werkstückes 2 ausgebildet hat. The tailstock 4 with the hydraulically shiftable sleeve 4A is also constructed on the grinding table 3, wherein the sleeve 4A is formed a centering tip for receiving the work piece 2 in the front region. Zwischen den Spitzen der Werkstückspindel 1A und der Pinole 4A ist das Werkstück 2 eingespannt, wobei die Mittelachsen der Werkstückspindel 1A und der Reitstockpinole 4A sowie des Werkstückes 2 exakt fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Between the tips of the workpiece spindle 1A and the sleeve 4A, the workpiece 2 is clamped, with the center axes of the workpiece spindle 1A and the tailstock sleeve 4A and the workpiece 2 are exactly aligned flush with one another.
  • Im Hinterbereich 21 des Maschinenbettes 5 ist ein Schleifspindelstock 6 aufgebaut. In the back region 21 of the bedplate 5 is a wheelhead 6 is constructed. welcher hydrostatische Führungselemente zu dessen Lagerung aufweist. which comprises hydrostatic guide elements for its storage. Die Zustellung in Richtung der CNC-Achse X, welche rechtwinklig zur Achse Z ausgerichtet ist, erfolgt mittels eines motorischen Antriebes 8. Im vorderen Bereich trägt das Gehäuse des Schleifspindelstocks 6 eine Schleifspindel 9, auf welcher die Schleifscheibe 10 aufgenommen ist. Delivery in the direction of the CNC axis X which is perpendicular to the axis Z, by means of a motor drive 8. In the front part the housing of the wheelhead 6 carries a grinding spindle 9, on which the grinding wheel is received 10th
  • Auf dem Gehäuse des Schleifspindelstockes 6 ist eine Meßvorrichtung 11 angebracht, welche einen Arm aufweist, welcher der Aufnahme eines Meßkopfes 12 zur Messung des Durchmessers des Werkstückes dient. On the housing of the wheelhead 6, a measuring device 11 is attached, which has an arm, which the receiving of a measuring head 12 is used to measure the diameter of the workpiece. Ein oder mehrere Meßfühler 13 zum Erfassen des Istdurchmessers des Werkstückes unmittelbar während der Schleitbearbeitung sind im Schleifbereich der Schleifscheibe 10 so angeordnet, daß stets der gerade geschliffene Durchmesser aktuell gemessen wird. One or more sensors 13 for detecting the actual diameter of the workpiece during the Schleitbearbeitung are arranged directly in the grinding area of ​​the grinding wheel 10 so that there is always the straight cut diameter is actually measured. Dadurch ist es möglich, den Meßwert unmittelbar während der Bearbeitung zu erfassen und dadurch den gerade zu schleifenden Durchmesser während des Prozesses noch, falls erforderlich, zu korrigieren. Thereby, it is possible to detect the measured value directly during the processing and thus the straight diameter to be ground during the process or, if necessary, corrected. Dies bedeutet, daß nach diesem Meßverfahren eine Echtzeitsteuerung, dh eine IN-Prozeßsteuerung, auch für das Schälschleifen (Umfangslängsschleifen) ermöglicht ist. That is, according to this measuring method, a real-time control, that is a in-process control, even for the traverse grinding (grinding circumferential longitudinal) is permitted.
  • In Fig. 2 ist eine Seitenansicht in prinzipieller Darstellung entsprechend der Schnittebene AA aus Fig. 1 dargestellt. In Fig. 2 is a side view in a schematic illustration corresponding to the section plane AA of Fig. 1 is shown. Daraus ist ersichtlich, daß ein einschwenkbarer Arm 22, welcher den Meßkopf 12 mit den Meßfühlern 13 zur Erfassung des Durchmessers des zu schleifenden Werkstückes 2 trägt, auf dem Schleifspindelstock 6 aufgebaut ist. It can be seen that a swing-in arm 22 which carries the measuring head 12 with the sensors 13 for detecting the diameter of the workpiece to be ground 2, is mounted on the grinding spindle head. 6 Mittels der Pfeile 14 ist der abtastbare Meßweg der Meßfühler 13 angedeutet. By means of the arrows 14 of the scannable measuring travel of probe 13 is indicated. Die Bezugsziffer 23 bezeichnet die in der gestrichelten Position dargestellte Stellung des Armes 22 in zurückgeschwenkter bzw. ausgeschwenkter Stellung. The reference numeral 23 designates the position of the arm 22 in the pivoted or tilted back position shown in the dashed position. In dieser zurückgeschwenkten Stellung kann das Werkstück 2 aus der Schleifmaschine entnommen werden, und es kann ein neues Werkstück eingespannt werden. In this pivoted-back position, the workpiece 2 can be removed from the grinding machine, and it may be a new workpiece can be clamped.
  • In Fig. 3 ist in vergrößerter Ansicht das Detail Y gemäß Fig. 1 dargestellt. In Fig. 3 in an enlarged view of the detail Y shown in FIG. 1 is shown. Daraus ist ersichtlich, daß die Meßfühler 13 im wesentlichen gegenüber dem unmittelbaren Eingriffsbereich der Schleifscheibe 10 am Werkstück 2 angeordnet sind, wobei der Meßkopf 12 die jeweiligen bzw. im Falle, wenn nur ein Meßfühler 13 vorgesehen ist, den Meßfühler 13 trägt. It can be seen that the sensors 13 are arranged substantially opposite to the direct engagement portion of the grinding wheel 10 on the workpiece 2, wherein the measuring head 12, the respective or in the case when only one sensor 13 is provided, carrying the sensor. 13 Dadurch wird gewährleistet, daß stets der exakte gerade geschliffene Durchmesser des Werkstückes 2 gemessen wird und durch Zufuhr eines diesem Meßwert entsprechenden Meßsignals an die Maschinensteuerung eine Korrektur der Eingriffsposition der Schleifscheibe 10 derart vorgenommen werden kann, daß der Außendurchmesser des Werkstückes, welcher insbesondere ein Lagersitz sein kann, auf das gewünschte Sollmaß korrigiert wird. This ensures that there is always the exact straight-ground diameter of the workpiece 2 is measured and a correction of the engagement position of the grinding wheel 10 can be connected to the machine control system by supplying a this measured value corresponding measurement signal to be made such that its outer diameter of the workpiece, wherein in particular a bearing seat may be corrected to the desired nominal size.
  • Die Meßfühler 13 sind dabei bezüglich der Dicke der Schleifscheibe 10 gegenüberliegend dazu so angeordnet, daß der Meßwert unmittelbar hinter dem der Verschleißmarke (Verschleißkante) der Schleifscheibe folgenden eigentlichen Eingriffspunkt der Schleifscheibe angeordnet ist. The sensors 13 are relative to 10 oppositely arranged to the thickness of the grinding wheel to the fact that the measured value immediately after the wear mark (wear edge) of the grinding wheel following the actual point of engagement of the grinding wheel is arranged. Dies bedeutet, daß die Meßwerte auf einer Peripherielinie der Schleifscheibe gegenüberliegend der Schleifscheibe angeordnet sind. This means that the measured values ​​are arranged on a peripheral line of the grinding wheel opposite to the grinding wheel.
  • Das Messen mittels der Meßfühler 13 erfolgt dabei in der Art, daß während des Zustellens der Schleifscheibe 10 an das Werkstück 10 fortlaufend gemessen wird. The measuring means of the probe 13 is carried out in a manner that is measured continuously on the workpiece 10 during the Zustellens 10 of the grinding wheel. Sobald das Sollmaß erreicht ist, wird das Werkstück 2 in Längsrichtung gemäß dem Schälschleifverfahren mit einem bestimmten Vorschub verfahren. Once the desired size is reached, the workpiece 2 is moved in the longitudinal direction in accordance with the rough grinding method with a particular feed. Dabei werden fortlaufend Meßwerte an die Maschinensteuerung übermittelt, so daß der zu schleifende Durchmesser des Werkstückes während des Schleifens fortlaufend korrigierbar ist. In this case, measured values ​​are transmitted to the machine control continuously, so that the to be ground diameter of the workpiece is continuously corrected during grinding. Je nach Ausführung des Gerätes ist es möglich, sowohl zylindrische als auch konische Außendurchmesser am Werkstück 2 zu schleifen. Depending on the design of the device it is possible to grind both cylindrical and conical outer diameter of the workpiece. 2
  • Durch das erfindungsgemäße Meßverfahren sowie das Verfahren realisierender erfindungsgemäßer Schleifmaschinen kann somit beim Schälschleifen eine erheblich höhere Prozeßsicherheit als beim bisher im Stand der Technik bekannten POST-Prozeßsteuerungen erreicht werden. The inventive measuring method and the method realize Direction inventive grinding significantly higher process reliability can thus be achieved than when previously known in the prior art POST process controls the rough grinding. Gleichzeitig wird auch das thermische Verhalten von Schleifscheibe und Werkstück zueinander optimiert, da stets während des eigentlichen Schleifprozesses gemessen wird und Abweichungen vom Sollwert direkt und sofort kompensiert werden können. At the same time the thermal behavior of the grinding wheel and workpiece is optimized to each other, as is always measured during the actual grinding process and deviations from the nominal value can be compensated directly and immediately.

Claims (12)

  1. A method for process control of a workpiece by means of a grinding wheel on a grinding machine, wherein the actual dimension of the workpiece is measured during grinding by means of a measuring sensor, thus the just-ground diameter of the workpiece is measured and at the same time the measured actual dimension is continuously automatically corrected to a preset required dimension which is dependent on grinding time, characterised in that during rough grinding once the required dimension has been reached the workpiece is moved in the longitudinal direction with a certain amount of advance relative to the grinding wheel.
  2. A method according to Claim 1, characterised in that the required dimension is preset as a time-dependent required-value curve.
  3. A method according to Claim 1 or 2, characterised in that the actual dimension is measured immediately in the region where the grinding wheel engages on the workpiece.
  4. A method according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the continuously measured actual dimension is transmitted as a measuring signal to a machine control, on the basis of which the correction to the required value takes place.
  5. A method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the workpiece is ground cylindrically at least in one section.
  6. A method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the workpiece is ground conically at least in one section.
  7. A method according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the grinding wheel and the measuring sensor are moved on the workpiece synchronously to one another or that the grinding wheel and the measuring sensor are arranged in fixed position relative to one another and the workpiece moves relative thereto.
  8. A grinding machine for performing the method according to one of Claims 1 to 7, which comprises a grinding wheel (10), held on a grinding spindle head (6), for rough-grinding a workpiece held between a workpiece spindle (1A) and a tailstock sleeve (4A), a measuring sensor (13) for detecting a ground workpiece dimension and a machine control, the measuring sensor (13) being arranged substantially in a plane formed by the region of engagement of the grinding wheel (10) which runs around the workpiece and during the rough grinding continuously supplies measuring signals for real-time control of the grinding machine to the machine control, characterised in that the machine control is designed such that once the required dimension has been reached in the plane formed by the region of engagement of the grinding wheel (10) the workpiece (4) is moved in the longitudinal direction with a certain amount of advance relative to the grinding wheel (10).
  9. A grinding machine according to Claim 8, characterised in that the measuring sensor (13) is fastened to a measuring head (12) which can be pivoted in on the grinding spindle head (6).
  10. A grinding machine according to Claim 8 or 9, characterised in that the measuring sensor (13) is arranged opposite the region of engagement of the grinding wheel (10) on the workpiece (2).
  11. A grinding machine according to one of Claims 8 to 10, characterised in that the machine control controls the grinding wheel (10) such that a desired required cylindrical form of the workpiece (2) can be created.
  12. A grinding machine according to one of Claims 8 to 10, characterised in that the machine control controls the grinding wheel (10) such that a desired required conical form of the workpiece (2) can be created.
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